C’è una ragione per cui nella storia dell’uomo si parla di età del bronzo o di età del ferro. I nuovi materiali, così è stato in passato e così sarà anche in futuro, hanno il potere di cambiare il mondo e il destino dell’umanità.
Calcestruzzo, acciaio inox e silicio hanno reso possibile l’era moderna e adesso una nuova classe di materiali, caratterizzati da un singolo strato di atomi, stanno mostrando tutto il loro potenziale di una portata molto vasta.
Sono conosciuti anche come materiali bidimensionali e comprendono quegli strati reticolari di carbonio (grafene), di boro (borophene), di nitruro di boro (grafene bianco), di germanio (germanene), di silicio (silicene), di fosforo (phosphorene) e di stagno (stanene).
Esistono teoricamente anche altri materiali 2-D, ma che nessuno fino ad oggi è ancora riuscito a sintetizzare. Tutti con proprietà sorprendenti e con la possibilità di costruire altri materiali ancora più incredibili, un po’ come succede con i mattoncini del Lego.
Questa rivoluzione nella scienza dei materiali è iniziata nel 2004, quando due scienziati hanno creato il grafene, utilizzando del semplice nastro adesivo e conquistando il premio Nobel. Il grafene è più forte dell’acciaio, più duro del diamante, più leggero di quasi tutto, trasparente, flessibile e un conduttore elettrico ultra-veloce.
Inizialmente più costoso dell’oro, il prezzo del grafene si è ridimensionato grazie al miglioramento delle tecnologie di produzione ed è diventato abbastanza conveniente da poterlo incorporare nei filtri per l’acqua, cosa che potrebbero rendere la dissalazione e il trattamento delle acque reflue di gran lunga più economico rispetto ai dispositivi odierni. Inoltre, potrebbe essere aggiunto alle miscele per la pavimentazione stradale o al calcestruzzo per ripulire l’aria, avendo la capacità di assorbire monossido di carbonio e ossidi di azoto dall’atmosfera.
Per i più sospettosi, va ricordato che non è tossico, ne per la salute ne per l’ambiente.
Ma anche altri nuovi materiali 2-D seguiranno probabilmente la stessa strada. Come il nitruro di boro, che combinato con il grafene, è stato impiegato per migliorare le batterie agli ioni di litio e per i super-condensatori. Le sue proprietà consentono di immagazzinare più energia in minori spazi, riducendo i tempi di ricarica, estendendo la durata delle batterie e riducendone il peso.
L’entusiasmo degli scienziati e degli ingegneri verso questi nuovi materiali non è ancora condiviso dall’opinione pubblica, che spesso ne ignora persino l’esistenza. Ma le proprietà ottiche, meccaniche ed elettriche uniche di questi composti ultra-sottili, che potranno essere impiegati in un vasto campo di applicazioni, rende persino improprio e ingeneroso paragonarli per importanza a materiali come l’acciaio e il silicio, che sono stati alla base dell’industrializzazione del 20° secolo. Probabilmente poca cosa rispetto alla rivoluzione che ci attende in questo secolo…
